RU215758U1

RU215758U1 - GRIPPER

Info

Publication number: RU215758U1
Application number: RU2022125368U
Authority: RU
Inventors: Ирек Разифович Хазиев; Вячеслав Александрович Зайцев; Светлана Николаевна Никольская; Олеся Викторовна Королева; Виталий Вячеславович Каменец; Вячеслав Борисович Килинбаев
Original assignee: Общество С Ограниченной Ответственностью "Авиатех"
Filing date: 2022-09-27
Publication date: 2022-12-26

Abstract

Полезная модель относится к автоматизации и роботизации производственных процессов и может быть использована в качестве захватного устройства в манипуляторах и промышленных роботах. Технический результат - повышение надежности захватного устройства. Сущность полезной модели: в захватном устройстве, содержащем корпус, внутри которого установлены кулачки и поршень, жестко соединенный с толкателем через направляющую втулку посредством крепежного винта, с возможностью возвратно-поступательного движения под воздействием давления сжатого воздуха, поступающего по каналам из внешнего источника, при этом к толкателю посредством установочного штифта и втулок прикреплены кулисы с возможностью превращения кулисами возвратно-поступательного движения поршня в качающее движение, к каждой кулисе прикреплены кулачки через оси качания с возможностью их бокового движения от оси поршня, при этом пружинный блок установлен на верхней части поршня с возможностью удерживания кулачков в сжатом состоянии при пропадании давления сжатого воздуха от внешнего источника, а резиновые кольцевые уплотнения, установленные в канавках на боковой поверхности поршня и корпусе, обеспечивают герметизацию рабочих полостей захватного устройства, находящихся под давлением сжатого воздуха, от внешней атмосферы.

The utility model relates to the automation and robotization of production processes and can be used as a gripping device in manipulators and industrial robots. The technical result is an increase in the reliability of the gripping device. Essence of the utility model: in a gripping device containing a housing, inside of which cams and a piston are installed, rigidly connected to the pusher through the guide bushing by means of a fixing screw, with the possibility of reciprocating movement under the influence of pressure of compressed air coming through the channels from an external source, while the cams are attached to the pusher by means of a locating pin and bushings with the possibility of turning the reciprocating movement of the piston into a rocking movement by the cams, each cam is attached to the cams through the swing axles with the possibility of their lateral movement from the piston axis, while the spring block is installed on the upper part of the piston with the possibility keeping the cams in a compressed state when the pressure of compressed air from an external source is lost, and the rubber ring seals installed in the grooves on the side surface of the piston and the body provide sealing of the working cavities of the gripping device under pressure from compressed air, from the outside atmosphere.

Description

Полезная модель относится к автоматизации и роботизации производственных процессов и может быть использована в качестве захватного устройства в манипуляторах и промышленных роботах.The utility model relates to the automation and robotization of production processes and can be used as a gripping device in manipulators and industrial robots.

Известна захватная головка манипулятора (авторское свидетельство СССР №613891, B25J 15/04, опубликовано: 05.07.1978), включающая корпус, захватные двуплечие рычаги, одного плечо каждого из которых соединено с толкателем, подвижно установленным в корпусе и снабженным приводом его перемещения, содержащим червячный редуктор, винтовую пару и тормозные устройства, сблокированные с конечными выключателями перемещения толкателя, при этом в корпусе установлен подпружиненный шпиндель с возможностью осевого перемещения, соединенный верхним концом с гайкой винтовой пары, внутри которого расположен шток, на одном конце которого установлена гильза, взаимодействующая с толкателем, а на другом - датчик усилий с ротором и шестерней, при этом внутри штока размещена штанга с закрепленной на одном ее конце зубчатой рейкой, взаимодействующей с шестерней датчика.Known gripping head of the manipulator (USSR author's certificate No. 613891, B25J 15/04, published: 07/05/1978), including a housing, gripping two-arm levers, one arm of each of which is connected to a pusher movably mounted in the housing and equipped with a drive for its movement, containing a worm gearbox, a screw pair and brake devices interlocked with pusher travel limit switches, while a spring-loaded spindle with the possibility of axial movement is installed in the housing, connected by its upper end to the screw pair nut, inside which there is a rod, at one end of which a sleeve is installed that interacts with a pusher, and on the other - a force sensor with a rotor and a gear, while inside the rod there is a rod with a toothed rack fixed at one of its ends, which interacts with the sensor gear.

Недостатком аналога является сложность конструкции и ограниченные функциональные возможности захватной головки.The disadvantage of analog is the complexity of the design and limited functionality of the gripping head.

Известно захватное устройство для мягких деталей (авторское свидетельство СССР №1811482, B25J 15/04, опубликовано: 23.04.1993), содержащее полый корпус из магнитопроводящего материала с установленным на его рабочем торце упругую мембрану с иглами и приводом перемещения мембраны, выполненным в виде намагничивающей катушки, с сердечником, жестко закрепленным в центре мембраны, и магнитопроводящего упора, установленного на торце катушки со стороны рабочей поверхности корпуса с возможностью взаимодействия с сердечником.A gripping device for soft parts is known (USSR author's certificate No. 1811482, B25J 15/04, published: 04/23/1993), containing a hollow body made of a magnetically conductive material with an elastic membrane installed on its working end with needles and a drive for moving the membrane, made in the form of a magnetizing coils, with a core rigidly fixed in the center of the membrane, and a magnetically conductive stop mounted on the end of the coil from the side of the working surface of the housing with the possibility of interacting with the core.

Недостатками аналога являются сложность конструкции, обусловленная наличием магнитопроводящих материалов, и ограниченные функциональные возможности захватного устройств, предназначенного для мягких деталей.The disadvantages of the analog are the complexity of the design, due to the presence of magnetically conductive materials, and the limited functionality of the gripping devices designed for soft parts.

Известен вакуумный захват (патент РФ №2050255, B25J 15/04, опубликовано: 20.12.1995), содержащий корпус с концентрично установленными на нем кольцевыми уплотнителями, образующими с корпусом и поверхностью базирования захвата центральную вакуумную и периферийную кольцевую камеры, последняя образована кольцевой проточкой, на расположенных на одном уровне торцевых кромках которой установлены кольцевые уплотнения, разность высот которых определяется по формулеA vacuum gripper is known (RF patent No. 2050255, B25J 15/04, published: 12/20/1995), containing a body with concentric ring seals mounted on it, forming with the body and the gripping surface the central vacuum and peripheral annular chambers, the latter is formed by an annular groove, on the end edges of which are located at the same level, ring seals are installed, the height difference of which is determined by the formula

где h_y1 и h_y2 - соответственно высоты наружного и внутреннего кольцевых уплотнений;where h _y1 and h _y2 are the heights of the outer and inner ring seals, respectively;

σ_о - необходимое для герметизации удельное напряжение деформации наружного стыка;σ _about - the specific stress of deformation of the outer joint necessary for sealing;

b₁ - ширина наружного уплотнения;b ₁ - width of the outer seal;

E₁ - модуль упругости материала наружного уплотнения, а соединение камер выполнено с одним или несколькими источниками вакуума.E ₁ is the modulus of elasticity of the outer seal material, and the chambers are connected with one or more vacuum sources.

Недостатками аналога являются сложность конструкции, обусловленная наличием вакуумной камеры, и ограниченные функциональные возможности захватного устройства.The disadvantages of the analog are the complexity of the design, due to the presence of a vacuum chamber, and the limited functionality of the gripping device.

Известно также захватное устройство манипуляционного модуля (патент РФ №2769584, B25J 13/00, B25J 15/04, опубликовано: 04.04.2022), содержащее корпус, выполненный с тремя опорными площадками, две из которых расположены с одного края корпуса с возможностью вращения вокруг соответствующей оси, расположенной перпендикулярно к опорной площадке, а другая установлена с противоположного края корпуса между двумя противоположно расположенными опорными площадками, и три пальца, каждый из которых шарнирно установлен на соответствующей опорной площадке, при этом на боковых поверхностях корпуса со стороны опорных площадок шарнирно установлены три гидроцилиндра, шток каждого из которых соединен с выступом тяги соответствующего пальца, а вторые концы упомянутых тяг шарнирно закреплены на соответствующих опорных площадках.It is also known the gripping device of the manipulation module (RF patent No. 2769584, B25J 13/00, B25J 15/04, published: 04/04/2022), containing a body made with three support platforms, two of which are located on one edge of the body with the possibility of rotation around of the corresponding axis located perpendicular to the support platform, and the other is installed on the opposite edge of the body between two opposite support platforms, and three fingers, each of which is pivotally mounted on the corresponding support platform, while on the side surfaces of the body from the side of the support platforms, three a hydraulic cylinder, the rod of each of which is connected to the protrusion of the rod of the corresponding pin, and the second ends of said rods are pivotally fixed on the respective support platforms.

Недостатками аналога являются сложность конструкции, обусловленная наличием гидроцилиндров, и ограниченные функциональные возможности захватного устройства, предназначенного для экзоскелета.The disadvantages of the analogue are the complexity of the design, due to the presence of hydraulic cylinders, and the limited functionality of the gripping device designed for the exoskeleton.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к заявляемому является параллельный захват (патент ЕР 1363554, B25J 15/02, F15B 15/14, опубликовано: 07.12.2005) с корпусом и двумя подвижными захватными кулачками, которые перемещаются в направляющих корпуса, при этом кулачки перемещаются друг к другу или друг от друга посредством зубчато-клинового механизма, который в корпусе приводится в действие поршнем, овальной или прямоугольной формы, образованной закругленными углами, а кулачки, с обеих сторон каждый, имеют по меньшей мере два в поперечном сечении прямоугольных, клиновых или трапециевидных направленных в сторону смещения выступа и ответные к ним направляющие канавки в направляющей, причем зубчато-клиновой механизм имеет клин, регулируемый поршнем, который входит с обеих сторон в косые углубления двух кулачков, при этом секция штока клина зубчато-клинового механизма проходит через отверстие корпуса в нижней части направляющей в пространство цилиндра и там соединена с поршневым приводом.The closest in technical essence and the achieved result to the claimed is a parallel grip (patent EP 1363554, B25J 15/02, F15B 15/14, published: 12/07/2005) with a housing and two movable gripping cams that move in the housing guides, while the cams are moved towards each other or away from each other by means of a gear-wedge mechanism, which in the housing is driven by a piston, oval or rectangular in shape, formed by rounded corners, and the cams, on both sides each, have at least two rectangular in cross section, wedge-shaped or trapezoidal protrusions directed towards the displacement and guide grooves in the guide that respond to them, moreover, the wedge-gear mechanism has a wedge regulated by a piston, which enters on both sides into oblique recesses of two cams, while the section of the wedge rod of the wedge-gear mechanism passes through housing hole in the lower part of the guide into the cylinder space and there connect on piston driven.

Недостатками ближайшего аналога являются сложность конструкции, обусловленная высокой точностью и технологичностью, и ограниченные функциональные возможности параллельного захвата, и также износ клиновидных или трапециевидных выступов на кулачках и пазах зубчато-клинового механизма приведут к неравномерному зажатию груза.The disadvantages of the closest analogue are the complexity of the design, due to high accuracy and manufacturability, and the limited functionality of the parallel grip, as well as the wear of the wedge-shaped or trapezoidal protrusions on the cams and grooves of the gear-wedge mechanism will lead to uneven clamping of the load.

Задачами полезной модели являются упрощение конструкции и расширение функциональных возможностей захватного устройства.The objectives of the utility model are to simplify the design and expand the functionality of the gripping device.

Технический результат - повышение надежности захватного устройства.The technical result is an increase in the reliability of the gripping device.

Надежность захватного устройства обеспечивается за счет повышение износостойкости и соответственно долговечности захватного устройства. За счет замены скользящего контакта между кулачками и толкателем на качение исключается влияние износа, влияющее на точность, помимо этого за счет элементов качения, находясь в схожих габаритах корпуса устройства, увеличить ход кулачков.The reliability of the gripping device is ensured by increasing the wear resistance and, accordingly, the durability of the gripping device. By replacing the sliding contact between the cams and the pusher for rolling, the effect of wear that affects accuracy is eliminated, in addition, due to the rolling elements, being in similar dimensions of the device body, increase the stroke of the cams.

Поставленная задача решается, а технический результат достигается тем, что в захватном устройстве, содержащем корпус, внутри которого установлены поршень и кулачки, согласно полезной модели поршень жестко соединен с толкателем через направляющую втулку посредством крепежного винта с возможностью возвратно-поступательного движения под воздействием давления сжатого воздуха, поступающего по каналам из внешнего источника, при этом к толкателю посредством установочного штифта и втулок прикреплены кулисы с возможностью превращения кулисами возвратно-поступательного движения поршня в качающее движение, к каждой кулисе прикреплены кулачки через оси качания с возможностью их бокового движения от оси поршня, при этом пружинный блок установлен на верхней части поршня с возможностью удерживания кулачков в сжатом состоянии при пропадании давления сжатого воздуха от внешнего источника, а резиновые кольцевые уплотнения, установленные в канавках на боковой поверхности поршня и корпусе, обеспечивают герметизацию рабочих полостей захватного устройства, находящихся под давлением сжатого воздуха, от внешней атмосферы.The problem is solved, and the technical result is achieved by the fact that in the gripping device containing a housing inside which a piston and cams are installed, according to the utility model, the piston is rigidly connected to the pusher through the guide bush by means of a fixing screw with the possibility of reciprocating movement under the influence of compressed air pressure , coming through the channels from an external source, while the wings are attached to the pusher by means of a locating pin and bushings with the possibility of turning the reciprocating motion of the piston into a rocking motion by the wings, cams are attached to each link through the swing axis with the possibility of their lateral movement from the piston axis, with In this case, the spring block is installed on the top of the piston with the ability to hold the cams in a compressed state when the compressed air pressure from an external source is lost, and the rubber ring seals installed in the grooves on the side surface of the piston and the body provide sealing of the working cavities of the gripping device, which are under compressed air pressure, from the external atmosphere.

Сущность полезной модели поясняется чертежами. The essence of the utility model is illustrated by drawings.

На фиг. 1 изображен вид сверху захватного устройства. In FIG. 1 shows a top view of the gripper.

На фиг. 2 - разрез А-А.In FIG. 2 - section A-A.

Захватное устройство содержит корпус 1, во внутренней полости которого установлен поршень 2, жестко соединенный с толкателем 3 через направляющую втулку 4 посредством крепежного винта 5, с возможностью возвратно-поступательного движения под воздействием давления сжатого воздуха, поступающего по каналам из внешнего источника. К толкателю 3 прикреплены кулисы 6 посредством установочного штифта 7 и втулок 8 с возможностью превращения кулисами 6 возвратно-поступательного движения поршня 2 в качающее движение. К каждой кулисе 6 прикреплены кулачки 9 через оси качания 10, что обеспечивает их боковое движение от оси поршня 2. Пружинный блок 11 установлен на верхней части поршня 2 поверх направляющей втулки 4, обеспечивающей соосное положение пружин, и предназначен для удерживания кулачков 9 в сжатом состоянии, при пропадании давления сжатого воздуха от внешнего источника. Резиновые кольцевые уплотнения 12 и 13, установленные в канавки на поршне 2 и корпусе 1, предназначены для герметизации рабочих полостей захватного устройства, находящихся под давлением сжатого воздуха, от внешней атмосферы.The gripping device contains a housing 1, in the internal cavity of which a piston 2 is installed, rigidly connected to the pusher 3 through the guide sleeve 4 by means of the fixing screw 5, with the possibility of reciprocating movement under the pressure of compressed air coming through the channels from an external source. To the pusher 3 are attached to the scenes 6 by means of the locating pin 7 and bushings 8 with the possibility of turning the scenes 6 reciprocating motion of the piston 2 into a rocking motion. Cams 9 are attached to each link 6 through the swing axis 10, which ensures their lateral movement from the axis of the piston 2. The spring block 11 is installed on the upper part of the piston 2 over the guide sleeve 4, which ensures the coaxial position of the springs, and is designed to hold the cams 9 in a compressed state , when the pressure of compressed air from an external source is lost. Rubber O-rings 12 and 13 installed in the grooves on the piston 2 and body 1 are designed to seal the working cavities of the gripping device under compressed air pressure from the external atmosphere.

Захватное устройство работает следующим образом. The gripper works as follows.

Во внутренней полости корпуса 1 под воздействием давления сжатого воздуха, поступающего по каналам из внешнего источника, возвратно-поступательно движется поршень 2. При подаче воздуха в подпоршневое пространство поршень 2 толкает толкатель 3. Толкатель 3 жестко соединен с поршнем 2 через направляющую втулку 4, при помощи крепежного винта 5. Кулисы 6, прикрепленные к толкателю 3 посредством установочного штифта 7 и втулок 8, превращают возвратно-поступательное движение поршня 2 в качающее движение. Кулачки 9, прикрепленные каждой кулисе 6 через оси качания 10, осуществляют боковое движение от оси поршня 2 (кулачки разжимаются). При подаче сжатого воздуха в надпоршневое пространство происходит обратное движение поршня 2, который увлекает за собой толкатель 3 и соответственно кулачки 9 (кулачки сжимаются). Пружинный блок 11 удерживает кулачки 9 в сжатом состоянии при пропадании давления сжатого воздуха от внешнего источника. Резиновые кольцевые уплотнения 12 и 13 обеспечивают герметизацию рабочих полостей захватного устройства для автоматической смены инструмента, находящихся под давлением сжатого воздуха, от внешней атмосферы.In the internal cavity of the body 1, under the influence of the pressure of compressed air coming through the channels from an external source, piston 2 moves back and forth. using the fixing screw 5. The wings 6, attached to the pusher 3 by means of the locating pin 7 and bushings 8, convert the reciprocating motion of the piston 2 into a rocking motion. The cams 9, attached to each link 6 through the swing axis 10, carry out lateral movement from the axis of the piston 2 (the cams are opened). When compressed air is supplied to the over-piston space, the reverse movement of the piston 2 occurs, which drags the pusher 3 and, accordingly, the cams 9 (the cams are compressed). The spring block 11 holds the cams 9 in a compressed state when the compressed air pressure from an external source is lost. Rubber ring seals 12 and 13 provide sealing of the working cavities of the gripping device for automatic tool change, which are under compressed air pressure, from the external atmosphere.

Как видно из таблицы сопоставительного анализа заявленное захватное устройство по своим техническим характеристикам, таким, как масса перемещаемого груза, усилие зажима, минимальное рабочее давление воздуха, максимальный крутящий момент на инструменте и прочее не уступает лучшим мировым образцам, а по некоторым, например ход пальца 12 мм, превосходит (10 мм).As can be seen from the comparative analysis table, the claimed gripping device in terms of its technical characteristics, such as the mass of the transported load, clamping force, minimum operating air pressure, maximum torque on the tool, etc. mm, exceeds (10 mm).

Итак, заявленная полезной модели обеспечивает упрощение конструкции и расширение функциональных возможностей захватного устройства.So, the claimed utility model provides a simplification of the design and expansion of the functionality of the gripping device.

А также заявленная полезная модель повышает надежность захватного устройства, т. к. за счет замены скользящего контакта между кулачками и толкателем на качение исключается влияние износа, влияющее на точность, помимо этого за счет элементов качения, находясь в схожих габаритах корпуса устройства, увеличить ход кулачков.And also the claimed utility model increases the reliability of the gripping device, because by replacing the sliding contact between the cams and the pusher for rolling, the effect of wear that affects accuracy is eliminated, in addition, due to the rolling elements, being in similar dimensions of the device body, increase the stroke of the cams .

Claims

A gripping device containing a body, inside which a piston and cams are installed, characterized in that the piston is rigidly connected by means of a fixing screw with a pusher through a guide sleeve with the possibility of reciprocating movement under the influence of pressure of compressed air coming through the channels from an external source, while to the pusher is attached to the pusher by means of a locating pin and bushings with the possibility of turning the reciprocating motion of the piston into a rocking movement by the wings, cams are attached to each link through the swing axles with the possibility of their lateral movement from the piston axis, while the spring block is installed on the upper part of the piston on the guide bush with the possibility of holding the cams in a compressed state when the pressure of compressed air from an external source is lost, and the rubber ring seals installed on the piston and body provide sealing of the working cavities of the gripping device under the pressure of compressed air spirit, from the external atmosphere.